无补燃的余热锅炉
余热锅炉水压试验方案
余热锅炉水压试验方案1.概述1.1本锅炉为杭锅集团制造，锅炉型号：NG-2000E-R是双压带除氧器、卧式、无补燃、自然循环燃机余热锅炉，它与20（X）E型燃气轮机相匹配，是燃气---蒸汽联合循环电站的主机之一。
本锅炉适用于以天然气与轻油为设计燃料的燃气轮机排气条件，本锅炉室外布置设计，锅炉和烟气通道均按地震烈度7度设防。
锅炉为正压运行，主要由进口烟道、锅炉本体（受热面模块和钢架护板）、出口烟道及烟囱、高压锅筒、低压锅筒及除氧器、管道、平台扶梯等部件以及给水泵、凝结水再循环泵、排污扩容器等辅机组成，垂直布置的螺旋鳍片管顺列或错列排列，以获得最佳的传热效果和最低的烟气压降。
燃天然气余热锅炉高压部分最高允许工作压力为9.34MPa 高压蒸汽出口压力为7.72MPa,低压部分最高允许工作压力为1.0MPa低压蒸汽出口压力为0.497 MPa,燃机排出的烟气通过进口烟道进入锅炉，水平横向冲刷各受热面模块，沿锅炉宽度方向各受热面模块均分成两个单元，由前向后依次为1#模块共2件，由高压过热器2和高压过热器1组成；2#模块为高压蒸发器共2件；3#模块共2件，由高压省煤器，低压过热器，低压蒸发器组成；4#模块为低压省煤器（凝结水加热器）共2件，低压省煤器；最后经出口烟道囱由主烟囱排出。
2#模块上设高压锅筒，中心标高28.25m,3#模块上设低压锅筒，中心标高28.77m,除氧器在低压锅筒上。
1.2燃天然气余热锅炉参数a.高压部分最大连续蒸发量蒸汽出口压力蒸汽出口温度b.低压部分最大连续蒸发量蒸汽出口压力蒸汽出口温度c.凝结水温度d.给水加热再循环量238.5t∕h7.72 MPa (g) 529.9 ℃46.4 t/h0.497 MPa (g) 215.5 ℃47.8 ℃6 t/h燃天然气排气烟气参数燃机排气流量1739.1 t/h锅炉进口烟气温度562.5 ℃1.3水压日期：风压2017年07月20日至2017年07月21日水压2017年07月22日至2017年07月24日2.编制依据2.1杭州锅炉集团股份有限公司设备安装图纸及说明书2.2《电力建设施工及验收技术规范》（第二部分：锅炉机组DL5190—2012）2.3《蒸汽锅炉安全技术监察规程》（劳动人事部（1996）276号）；2.4《压力容器安全技术监察规程》（劳动人事部（1990）8号）；2.5《电力工业锅炉监察规程》；DL 612-19962.6. 《电力建设施工质量验收及评价规程》（锅炉机组篇.DL/T5210. 2-2009）；2.7.国家质量技术监督局的《锅炉水处理监督管理规则及化学清洗规则》1999年版。
燃机余热锅炉运行调整分析
燃机余热锅炉运行调整分析摘要：由于余热锅炉是火力发电厂的主要设备，并且具有排放没有烟尘、二氧化硫和碳氧化物的排放量也很低，开发利用燃机燃机余热锅炉，有利于节省能源，保护环境。
本篇文章针对燃机余热锅炉的实际情况，对燃机余热锅炉运行提出了相应的改进措施，经过一系列的调整和优化，从而保障燃机余热锅炉在使用时的安全性、稳定性和合理性。
关键词：燃机；余热锅炉；调整余热锅炉在正常运行时，其主设备通常为单轴运行，通过余热锅炉后，通过烟道排入大气。
同时，大部分时候，燃机余热锅炉所产生的高压蒸汽，都会通过主蒸汽管道输送到相应的汽轮机中，从而实现联合循环。
本文主要对燃机余热锅炉运行进行有效的调整和分析，从而使燃机余热锅炉运行的安全性得到有效的保障。
一、锅炉的启动在全工况下，余热锅炉本身属于无补燃的余热锅炉，因此，在整个起动期间，不存在着火、燃烧等问题，因此，若仅从操作的观点来分析与研究，则通常仅对上水、升压过程进行深入的分析与理解，同时，在全机组的起动和运行中，特别是在余热锅炉汽轮机转台等方面，应积极采取有针对性的措施，以确保其正常工作。
（一）上水一般情况下，在余热锅炉开始运行前，需要先将除氧器和汽包上水，直到起动水位，因为在启动前，无论是高压还是低压汽包里面都有水，都需要用盐水来进行净化，当水位达到一定程度的时候，就可以通过开启相应的辅助蒸汽，将除氧器的水箱加热，并根据实际情况，对除氧器进行除氧，同时，在上水期间，应采取有针对性的措施，既能有效地控制上水的流速，又能控制汽包内的温度，根据季节的不同，严格把控上水时间，根据上水时汽包内蒸汽温度的划分出不余热锅炉不启动方式下上水温度，冷态启动下上水温度一般不要求过高，温热态启动时注意汽包上下壁温差不宜过高，上水后可利用邻炉加热对高压汽包炉水进行加热升温，可有效降低机组启动时的热应力，延长汽包寿命。
（二）升压一般来说，燃机点火后，启动余热锅炉相关给水泵运行，建立少量水循环，锅炉缓慢升压过程中，监视好各汽包压力，达到相关参数开启炉侧至汽机侧主汽阀，通过旁路系统协调锅炉及汽机间的不平衡蒸汽量，控制汽包压力，及冲转参数，避免炉侧再热器由于工质循环过慢导致干烧。
余热锅炉介绍
余热锅炉介绍余热锅炉定义利用各种工业过程中的废气、废料或废液中的显热或(和)其可燃物质燃烧后产生的热量的锅炉。
或在燃油(或燃气)的联合循环机组中，利用从燃气轮机排出的高温烟气热量的锅炉余热锅炉与常规锅炉的区别:★余热锅炉利用燃气轮机排出的废气为热源，因此无需燃烧系统(除非有补燃要求) ；★余热锅炉无需配备风机(通风来自燃气轮机的排气)；★余热锅炉可在多压状态下产生蒸汽以提高热回收效率；★热传导靠对流而不是靠辐射；★余热锅炉不采用膜式水冷壁结构；★余热锅炉采用翅片管最大限度地强化传热。
余热锅炉常规锅炉典型的余热锅炉的纵剖面图余热锅炉的分类:从燃气侧热源分★无补燃余热锅炉单纯回收燃气轮机排气的热量，产生一定压力和温度的蒸汽。
★有补燃余热锅炉▲部分补燃型向余热锅炉内加喷有限燃料，燃烧消耗掉一部分燃机透平排气中的氧气，使锅炉受热面的燃气温度提高到700—1000℃。
特点：●余热锅炉结构简单（无需辐射换热，只需增加对流换热面）；●蒸发量比无补燃余热锅炉增大一倍。
▲完全补燃型向余热锅炉喷入大量的燃料，在余气系数1.1的条件下把从燃机透平送来的高温燃气中的氧气几乎完全燃烧掉。
特点：●余热锅炉需要敷设辐射换热面；●蒸汽量可以达到无补燃余热锅炉的6—7倍。
烟道式补燃燃烧器的结构一般来说，采用无补燃的余热锅炉的联合循环效率相对较高。
目前，大型联合循环大多采用无补燃的余热锅炉。
从蒸发器中汽/水工质的循环方式分：★强制循环余热锅炉★自然循环余热锅炉✔区别：有无循环水泵加压强制循环余热锅炉原理示意图自然循环余热锅炉原理示意图卧式自然循环的原理：布置在炉膛内的水冷壁受到高温烟气（或火焰）辐射的热量加热后，管内水的温度迅速升高，一部分水汽化，在管内形成汽水混合物。
布置在炉墙外侧下降管中的水，由于不受热，它的密度就大于汽水混合物的密度。
下降管一侧的压力大于水冷壁一侧的压力，二者之差为流动压头。
在流动压头的作用下，水从下降管向水冷壁管（上升管）不断地循环流动，这种现象称为自然循环。
三压再热无补燃余热锅炉的汽水流程
三压再热无补燃余热锅炉的汽水流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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余热锅炉简介
主要特性参数
NG-AE94.2-R型余热锅炉设计参数如下所示：
1.高压部分
最大连续蒸发量
额定蒸汽出口压力
241.2 t/h
பைடு நூலகம்7.25 MPa（g）
额定蒸汽出口温度 516.9 ℃
2.中压部分 最大连续蒸发量 27.5 t/h
额定蒸汽出口压力 2.58 MPa（g）
额定蒸汽出口温度 287.2 ℃
余热锅炉的结构
通常，大型余热锅炉采用模块结构，这种经过工厂试验的各模块，便于装运， 可缩短安装工期，降低建造费用。
NG-AE94.2-R型余热锅炉为双压、无再热、卧式、无补燃、带除氧系统的、自 然循环燃机余热锅炉，主要由进口烟道、锅炉本体（本体受热面和钢架护板）、 出口烟道、烟囱、高中低压锅筒、除氧器、管道、平台扶梯等部件以及给水泵、 排污扩容器等辅机组成。锅炉本体受热面采用N/E标准设计模块结构，由垂直 布置的错列螺旋鳍片管和进出口集箱组成，以获得最佳的传热效果和最低的烟 气压降。
燃机排出的烟气通过进口烟道进入锅炉本体，依次水平横向冲刷各受热面模块， 再经出口烟道由烟囱排出。沿锅炉宽度方向各受热面模块均分成两个单元，各 受热面模块内的热面组成见下表
锅炉从进口烟道法兰面至尾部出口烟囱外侧总长约为31m，宽度约为20m （包含炉顶平台宽度与泵站钢架），烟囱顶部标高为55m。
水泥窑余热锅炉
炭黑尾气余热锅炉 硫酸余热锅炉 化工三废混合循环流 化床燃烧余热锅炉
燃机余热锅炉的分类
按余热锅炉烟气侧热源分类 1．无补燃的余热锅炉
这种余热锅炉单纯回收燃气轮机排气的热量，产生一定压力和温度的蒸汽。 2．有补燃的余热锅炉
由于燃气轮机排气中含有14％～18％的氧，可在余热锅炉的恰当位置安装补 燃燃烧器，充天然气和燃油等燃料进行燃烧，提高烟气温度，还可保持蒸汽参数和 负荷稳定，以相应提高蒸汽参数和产量，改善联合循环的变工况特性。
第2章 联合循环的概念和典型方案
优点:
部分蒸汽喷入燃烧区,适当降低燃烧火焰温度,有利于 减少NOx的排放; 减少NOx的排放; 混合气体的传热系数增大,改善换热效果; 机组做功量增大,热工转换效率提高; 降低透平前燃气初温,提高设备寿命.
23
�
8
Black Pout电站中不补燃余热锅炉型联合循环的热力系统 Pout电站中不补燃余热锅炉型联合循环的热力系统
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不补燃的余热锅炉型燃气不补燃的余热锅炉型燃气-蒸汽联合循环的主要优点
热功转换效率高;
初温提高到1200~1300° 初温提高到1200~1300°C后,效率很容易达到 50%以上,目前58%. 50%以上,目前58%.
说明: 1,表中多数是指15℃,0.1013MPa标准大气条件下,燃用轻 油的"单压汽水发生系统"的情况. 2,括号中的数据则是指烧天然气时的"双压汽水发生系统" 的 情况
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在"单压汽水发生系 统"的余热锅炉中 Q=f( Q=f(T)的关系
在"双压汽水发生系 统"的余热锅炉中 Q=f( Q=f(T)的关系
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温比和压比对热效率的影响
---简单燃气轮机循环 ——注蒸汽循环(Tp =50℃) ——常规不补燃余热锅炉型联合循环(Tp =50℃)
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注蒸汽双流程循环机组的技术参数
公司商号 Alison Egnine Company 型号 ISO 基本功 率 / k W 供电效 率/% 压缩比 空气质量流 量/(kg/s) 透平入口 温度/℃ 温度 ℃ 其它 2.722kg/s的 的 482.2℃的蒸汽 ℃ 807.2 注入22680kg/h 注入 蒸汽 36288kg/h高压 高压 蒸汽 18144kg/h低压 低压 蒸汽 453.6kg/h蒸汽 蒸汽 注入
余热锅炉基本原理
燃机余热锅炉基本原理介绍燃机余热锅炉，英文简写为HRSG（Heat Recovery Steam Generator），是燃气－蒸汽联合循环的重要组成部分。
其主要工作原理是通过布置大量的换热管（通常采用螺旋鳍片管）来吸收燃机排气的余热，产生蒸汽供汽机发电或作为供热及其它工艺用汽。
燃机余热锅炉发展至今，形成了各种结构形式和布置方法，简单介绍如下。
燃机余热锅炉按照其循环方式主要分为两种形式：即受热面水平布置的强制循环余热锅炉和受热面垂直布置的自然循环余热锅炉，两者的主要区别是强制循环锅炉需配置循环泵依靠循环泵的压头实现蒸发器内的水循环，而自然循环则主要靠下降管和受热的蒸发管束中工质的密度差来实现循环。
强制循环就国外而言主要在欧洲使用较多，国内主要用于燃机燃用重油等含灰较多燃料、受热面需吹灰和清洗的情况，如我厂提供深圳南山电厂、月亮湾等电厂的9E 级燃机余热锅炉及浙江金华、广州明珠等6B 级燃机余热锅炉。
自然循环就国外而言主要用于美国，国内主要用于燃机燃用天然气、轻油等清洁燃料的燃机余热锅炉，如我厂提供的深圳金岗、天津滨海等的6B，江苏无锡、海南南山的FT-8 及海南洋浦V94.2 燃机余热锅炉。
强制循环和自然循环余热锅炉的结构形式见附图 1 和附图2。
附图 1 强制循环余热锅炉文档大全附图 2 自然循环余热锅炉燃机余热锅炉按照是否补燃分为补燃型余热锅炉和非补燃型余热锅炉，除非是用于热电联产或其它特殊工艺要求，一般应选用非补燃型余热锅炉，因为补燃会降低余热锅炉的效率。
一般补燃采用烟道式燃烧器，布置在进口烟道中，仅利用燃机排气中的氧气而不掺入补燃空气，补燃后烟气温度控制在750℃以下。
烟道式补燃燃烧器的布置位置见附图3，其结构见附图4。
文档大全附图 3 补燃位置附图 4 烟道式补燃燃烧器结构燃机余热锅炉按产生的蒸汽的压力等级数分为单压、双压、三压等，一般每个压力等级由相应的过热器、蒸发器和省煤器组成（中、低压系统有时不布置过热器或省煤器）；燃机余热锅炉还可以按是否自身除氧分为带整体式除氧器和不带整体式除氧器余热锅炉，按是否再热分为再热和非再热余热锅炉。
烧结环冷余热锅炉要求
1、烧结环冷余热锅炉要求1.1 锅炉部分本余热锅炉为双压无补燃自然循环锅炉，适用于烧结环冷机排气烟气的余热回收及除尘，并适应环冷机烟气的工况变化，快速启停。
烧结环冷余热锅炉采用双通道烟气进气系统，烟气分高低温两个通道进入锅炉，高温烟气经部分中压受热面换热后，烟温降至与低温烟气相当，两股烟气混合再与其余的受热面换热。
锅炉自带除氧器，除氧蒸汽由锅炉低压系统提供。
锅炉参数如下：锅炉采用全自然循环蒸发系统。
余热锅炉受热面采用管箱结构、螺旋鳍片管错列布置，受热面管子及集箱均布置在管箱内，集箱管接头引出至管箱外，管箱外设置保温。
管箱在工厂制作，现场吊装，可以保证焊接的接口质量和工程进度。
汽包液位设置差压式水位变送器、就地水位计及远程摄像传输装置。
锅炉采用塔式布置，钢结构支撑，锅炉为负压运行，各段烟气通道系统均能承受烧结环冷机排气温度变化带来的冲击。
锅炉人孔门应设置合理、拆装便利。
锅炉尾气（140-150℃）采用循环风机引回环冷机，循环风机采用变频式。
但增加钢烟囱旁路可以使烟气全部外排（钢烟囱高于周边建筑物）。
锅炉安装完的水压试验按锅规执行。
烟气系统的电动执行机构采用进口产品，力矩留有25%-35%余量。
锅炉给水调节阀采用进口产品，力矩留有25%-35%余量过热器、集汽集箱疏水，连续排污、定期排污、除氧器排气门等二次门采用电动阀，以减少操作人员劳动强度。
锅炉安全阀采用进口产品。
为了满足锅炉和烟气系统的长时间安全运行，防止锅炉受热面和烟道的磨损，锅炉采用以下技术措施：1.锅炉炉内烟气采用合适的流速；2.合理布置锅炉受热面，防止气流短路出现；3.烟道内撑杆迎风侧设置防磨角钢，可以大幅度的降低烟道内撑杆的磨损；4.高温段锅炉烟道采用高温耐磨钢，材质16Mn（Q345）。
1.2 主蒸汽系统主蒸汽采用单母管单元制供汽，同时主蒸汽管路疏水增加一个疏水扩容器接收蒸汽管路的疏水，扩容器须配消音器。
蒸汽管道疏水门二次门采用电动门；低压蒸汽管道与韶钢现有低压过热蒸汽管网连通，并考虑可靠隔离。
多种形式的联合循环
三 、燃煤联合循环（CFCC）
同时解决高效和低污染问题。
PFBC-CC (Pressurized fluidized bed combustion-Combined Cycle) AFBC-CC (Atmospheric fluidized bed combustion-Combined Cycle ) IGCC (Integrated Gasification Combined Cycle)
SOFC(solid oxide fuel cell) 工作温度为 750 ℃ -1000℃
图4-10 燃料电池联合循环
6.化学链燃烧的动力循环
氧化反应 还原反应
燃料侧反应是燃料与固体金属氧化物（MO）反应， 生成二氧化碳、水和固体金属（M）； CH4+4NiO→CO2+2H2O+4Ni
空气侧是前一个反应中生成的固体金属与空气中的氧反应， 回复到固体金属氧化物（MO）。
最常用的一种联合循环方式,汽轮机与燃气轮机功率比 Rsg=Pst/Pgt 约为1∶2 联合循环效率对相应的简单循环燃气轮机效率的效率 比（Rη=ηcc/ηgt）比较大，为1.45-1.77 余热锅炉性能受燃气轮机排烟温度限制
2.补燃的余热锅炉型联合循环
图4-2 补燃的余热锅炉型联合循环 1-余热锅炉（HRSG）；2-压气机；3-燃烧室；4-透平； 5-负荷；6-汽轮机；7-燃料；8-凝汽器
《电厂燃气轮机概论》
第6章 多种形式的联合循环
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第6章 多种形式的燃气-蒸汽联合循环
一、常规联合循环类型 二、若干新型联合循环 三、燃煤联合循环（CFCC） 四、热、电、冷联供系统
余热锅炉的结构设计与布置
余热锅炉的结构设计与布置余热锅炉型式为：无补燃、卧式烟道、单压汽水系统自然循环余热锅炉。
余热锅炉由烟道系统和余热锅炉本体两大部分组成。
此外，余热锅炉还装有压力表、温度计、水位计、安全阀、吹灰器等主要附件。
一、烟道系统从燃气轮机排出的高温烟气有两路出口：一路进入余热锅炉，流过各级受热面，从主烟囱排入大气:另一路进入旁通烟囱，排入大气.余热锅炉入口烟道上装有入口挡板，旁通烟道上装有旁通挡板.当燃气轮机工作而余热锅炉不工作时，旁通挡板开启,入口挡板关闭。
燃气轮机和余热锅炉同时工作时,旁通挡板关闭，入口挡板开启。
同时,相应调节挡板的开度可以使余热锅炉、汽轮机和燃气轮机在负荷方面更好的匹配.入口烟道和旁通烟道都装有膨胀节，这是由于烟道受热后要伸长，会对烟道的支架产生热应力，采用膨胀节能吸收烟道的伸长量,从而减小热应力。
主烟道型式采用长方体结构，卧式烟道，长、宽、高分别为H=9m、W=2m、L=3m。
二、余热锅炉本体余热锅炉本体采用模块式结构。
经过工厂试验的各模块便于装运，可缩短现场安装工期，降低建造费用。
（一)入口过渡段烟道入口过渡段烟道内装设导流板，使烟气均匀地流入过热器段.入口过渡段烟道由内壁面耐热不锈钢板、中间保温层和箱体钢板、外壁铝合金护板组成。
（二)受热面组件受热面组件包括：过热器、蒸发器、省煤器、低压蒸发器。
各组件由管束、联箱、支吊架等组成。
1、管组每个受热面组件均采用不同数量的螺旋肋片管组成特定结构的管组。
选定的螺旋肋片管主要尺寸为：管束,材料为20钢;翅片材料为20钢，翅片高度=15。
5mm，翅片厚度Y=1mm，翅片节距s=5mm.过热器受热面管组采用蛇形管组型式,管束正三角形错列布置，横向节距=76。
9mm，纵向节距=66.6mm，横向管子根数为26，纵向管子排数为12。
蒸发器受热面管组为双集箱立式管组。
管束正三角形错列布置,横向节距=78。
4mm,纵向节距=67.9mm,横向管子根数为25/26，纵向管子排数为39，每3排一组，一共13组.余热锅炉蒸发管束的上集箱利用连通管与锅筒连接，下集箱利用连通管与底部的连接集箱连接，锅筒与连接集箱之间布置一根总下降管。
无补燃余热锅炉型联合循环性能的简捷估算方法
Ｔ； Ｓ有再热时： ， ８ ９ Ｔ 二 ＝Ｔ ９ 二Ｔ； Ｔ ａ Ｔ 二Ｔ ＝Ｔ ； ， Ｓ 根据前述假设的理想热力学模型， 可导得下列 联合循环的性能估算公式。 从理想燃气轮机循环可得 ： 燃气轮机循环加热量：
兀
４ ＝ｃＴ（ ， ， ，：一。） ， ’
ｃｒ ｃ ｏ ｆ ｔ ｓ ｒ ｆ ｎ ， ｉ ｏ ｅｔ ｎ ｏ ｗ ｅ ｄ ｗ ｃ ｒ ｉ ａ ｒ ｅ ｏ ｃ ｕ ｈｈ
ｅ ｈ ｈ ｃ ａ ｏ ｅ ｓ ｒｃｉ ｌ ｘ ｐ ｓ ｗ ｃ ｂ ｕ ｅ ｔ ｃ ｒ ｃ ｔｅ ｅｒｔ ａ ｃ ｌｕａｉｎ ｓｌ ．Ｐ ａｔ ａ ｅ ｍ ｌ ｓｏ ｅ ｄ ｏｒ ｔ ｔ ｏｅｉ ｌ ｃ ｌｔ ｒ ｕｔ ｓ ｏ ａ ｅ ｈ
１１ 联合循环相对性能估算模型框架 ． 下面以复杂的三压无再热和三压再热蒸汽系统 组成的无补燃的余热锅炉型联合循环为例， 建立热 力学模型和推导相对性能估算公式。 类似于文献「」 ４ 的做法 ， 将燃气轮机部分和汽轮 机部分都设为理想循环， 气态工质认为理想气体。 如图 ２ 所示 ， 燃气侧与蒸汽侧的压缩与膨胀过程均 为等嫡过程 ， 加热和冷却过程均为等压过程 ， 并且循 环中没有任何压力损失和流量变化 ， 所有传热过程
燃气轮机机型进行联合循环方案设计时等。文献 ［〕 ３提出一个系数修正的估算方法， 它以理想的埃里 克森循环（ 极限回热卡诺循环特例） 为基准， 用压气 机、 透平、 燃烧室以及回热设备等完善系数来考虑实 际设备与理想设备的差别而加以修正后估算出某一 循环的性能。但是， 燃气轮机部件性能参数很难从 公开的文献中获得 ， 因而估算各设备完善系数有较 大误差 ， 导致该方法计算 出的循环效率也有较大误 差。文献【］ ４采用联合循环性能与燃气轮机性能 比 较的方法来估算联合循环性能， 它根据热力学基本 方程推导出基于燃气轮机性能参数的理想联合循环 性能近似理论公式， 并收集大量有关数据来统计拟 合修正系数进行修正， 物理概念明确， 规律性清楚且 使用简单方便。但是， 当时得 出的公式只对单压流 程蒸汽系统组成的联合循环具有足够高的精度， 而 用于双压、 多压及再热蒸汽系统组成的联合循环时 则有较大误差。文献 【〕 ５ 运用文献 「」 ４ 的比较法， 建 立了燃气轮机和蒸汽系统都采用再热的理想热力学 模型， 推导出双再热燃气蒸汽联合循环的性能估算 公式。但是 ， 联合循环中燃气轮机很少采用再热， 且 该模型中建立的再热蒸汽系统模型不具有普遍性。 本文在文献仁，］ ４５ 的基础上， 探讨基于燃气轮机 性能参数来推算由它组成的联合循环相对性能的比 较法 ， 这也是一种理论推导与实际数据统计拟合相 结合的估算法 ， 即先通过理论推导得出联合循环相
余热锅炉简单介绍.
余热锅炉简单介绍一、什么是余热锅炉余热锅炉是综合利用工业炉余热的一种辅助设备，一般安装在烟道里面，吸收排放烟气的余热（或叫废热）产生蒸汽，并使烟气温度降低。
若不装引风机，放置余热锅炉时，其总阻力要小于烟囱抽力。
若有引风机，则因为引风机只能承受250℃以下的温度，烟气温度应降至250℃以下，一定要设置余热锅炉，才能保证整个加热炉系统的安全运行。
若余热锅炉在运行时发生故障，又没有旁通烟道，则会影响加热炉的正常运行。
余热锅炉与一般锅炉的区别就在于，余热锅炉是不需用燃料，而是利用烟气余热来产生蒸汽的锅炉，因此虽然一次投资较大，但若蒸汽能充分的利用时，则其投资最多在4～6个月内就能回收。
相对一般锅炉来讲，因余热炉烟气温度低，故要求的受热面积要比一般锅炉大很多。
余热锅炉还有如下特点：1. 热负荷不稳定，会随着生产的周期而变化。
2. 烟气中含尘量大。
3. 烟气有腐蚀性。
4. 余热锅炉的安装会受场地条件限制，另外还存在如何与前段工艺的配合问题等等。
二、余热锅炉的结构形式1. 按循环系统来分，可有强制循环和自然循环两种。
前者因要用电，设备也较多，运行成本较高，故现在比较少用。
2. 按受热面形式，主要有烟管锅炉和水管锅炉两种。
前者管内通烟气，管外通水，后者与此相反。
从综合考虑，一般多采用水管锅炉形式。
3. 从水管结构形式来看，有排管式、蛇形管式、双汽包弯管式、直排管式、斜排管式等等。
另外还有一种叫热管余热锅炉，其管内为特殊液体，并抽真空，管外通烟气上部在汽包内加热汽包内的水。
我们本次是采用的直排管式余热锅炉，结构简单，制作方便，便于操作管理。
三、余热锅炉系统流程介绍汽包→下降管→排管受热器→上升管→汽包（水消耗后给水泵补充给水）四、受热面介绍由φ89、φ108、φ133、φ159管道组成，共六组，每组重约2350kg，约88m2受热面，共重14100kg，约530 m2受热面（见排管图），可以产0.4～0.6MPa的蒸汽4～5t/h饱和蒸汽（达产正常时）。
余热锅炉设备概述和要求规范
2. 锅炉概述及规范2.1锅炉概述2.1.1 本锅炉是带烟气旁路系统、带凝结水加热器、自除氧、无补燃、自然循环、三压燃气轮机余热锅炉，与M251S型燃气轮机相匹配，为燃气--—蒸汽联合循环电站的配套主机。
2.1.2 本锅炉露天单层布置，锅炉本体和旁通系统均按七度地震烈度设防，锅炉正常运行时，各区段烟道均能承受燃机正常运行时的排气压力及冲击。
2.1.3 本锅炉严格按照中华人民共和国劳动人事部96年颁发的《蒸汽锅炉安全技术监察规程》和我国现行的锅炉专业制造标准及技术条件进行设计和制造，确保产品的安全可靠性。
2.1.4 本锅炉适用于以高炉煤气+焦炉煤气为燃料的燃气轮机排气条件，亦可作为含尘量低的大流量中低温烟气余热回收设备。
2.1.5 本锅炉整体布置及各部件关键结构参照国际上同类型先进产品，结构设计合理，能适应燃气轮机快速启停的特性，确保联合循环发电机组长期、安全、可靠、高效、经济运行。
2.1.6 本锅炉为三压无补燃自然循环型燃机余热锅炉，带烟气旁通系统，由一台M251S型燃气轮机配一台锅炉。
该锅炉主要由进口烟道、烟气调节门、旁通烟囱、过渡烟道、水平烟道、锅炉本体、出口烟道、主烟囱及烟道膨胀节、钢架、平台扶梯等部件组成。
2.1.7 系统单循环时，烟气经进口烟道、烟气调节门及烟气消音器后，从旁通烟囱排出；系统联合循环时，旁通烟囱由调节门关闭，烟气从调节门后依次流经过渡烟道、水平烟道，然后进入锅炉本体的烟道，进入锅炉本体的烟气依次水平横向冲刷高压过热器、高压蒸发器、高压高温省煤器、低压过热器、低压蒸发器、高压低温省煤器与低压省煤器、除氧蒸发器、凝结水加热器，最后经出口烟道由主烟囱排出。
2.1.8 锅炉本体由三个不同压力参数的独立系统组成。
受热面采用标准单元模块式结构，由垂直布置的错列开齿螺旋鳍片管和上下集箱组成，以获得最佳的传热效果和最低的烟气压降。
2.1.9 由冷凝器来的凝结水首先进入布置在锅炉最后面的凝结水加热器，然后进入除氧器，除氧器中的水再以自然循环的方式在除氧蒸发器中加热除氧，然后作为锅炉高、低压的给水储存在除氧水箱中，此为一压。
余热锅炉运行规程
第一章余热锅炉简况及设计规范第一节锅炉简况1 概况型号：NG-901FA-R形式：为三压、再热、卧式、无补燃、自然循环燃机余热锅炉制造商：杭州锅炉厂配套燃机：PG9351FA尺寸：锅炉烟囱标高60.264M；占地面积37.599×20.2 M2。
结构：露天塔式全悬吊结构，正压运行2 锅炉结构简要说明本余热锅炉为三压、再热、卧式、无补燃、自然循环燃机余热锅炉; 锅炉采用塔式布置,全悬吊管箱结构;锅炉本体受热面管箱由高、中、低压锅筒及附件;高压过热器2、再热器2、再热器1、高压过热器1、高压蒸发器、低压过热器2、中压过热器、高压省煤器2、中压蒸发器、中压省煤器、高压省煤器1、低压过热器1、低压蒸发器、给水加热器（低压省煤器）等组成。
3 汽水流程凝结水经过低压省煤器1后，一部分被再循环泵打回低压省煤器1入口，与操纵台来的凝结水混合，使进入低压省煤器1的凝结水温度高于烟气露点温度；一部分进入低压省煤器2，温度接近饱和后，进入低压汽包。
低压汽包里的水，一部分经高、中压给泵，成为高、中压给水；一部分经过下降管，经自然水循环，在蒸发器内受热后成为汽水混合物回到汽包，在汽包内的分离器中进行汽水分离后,分离出来的水回到汽包的水空间,饱和蒸汽则通过饱和蒸汽引出管被送到过热器,饱和蒸汽在低压过热器1、低压过热器2内继续被加热成为过热蒸汽，与中压缸排汽相混合后，进入低压缸做功。
中压给水经过中压给泵后，一部分去再热器减温器；一部分进入中压省煤器，被加热到接近饱和温度后，一部分去燃料加热器；一部分进入中压汽包。
中压汽包中的水经过下降管，自然水循环后，在蒸发器内受热后成为汽水混合物回到汽包，在汽包内的分离器中进行汽水分离后,分离出来的水回到汽包的水空间,饱和蒸汽则通过饱和蒸汽引出管被送到过热器,饱和蒸汽在中压过热器内继续被加热成为过热蒸汽，与高压缸排汽相混合后，进入再热器，温度进一步提高后，进入汽机中压缸中做功。
此外，在需要时，中压汽包可以给低压汽包补汽。
余热锅炉
余热锅炉在石油化工生产中，很多工艺过程是通过蒸汽来加热、蒸发、干燥进行强制化学反应的。
因此，锅炉是石油化工生产装置中不可缺少的重要设备。
为了节省能源，充分利用生产中的余热和副产品，在石油化工生产中一般采用燃油、燃气锅炉和余热锅炉（过去也称为废热锅炉）。
利用工业生产中的烟气或反应热来产生蒸汽和热水的设备称为余热锅炉，余热锅炉与一般锅炉受热面部分的结构相近，由钢构架、汽包、管束和水冷壁、过热器、蒸发器、省煤器等部件组成。
为了适应热源的特点，满足工艺生产的要求，有效地回收余热，余热锅炉又有不同的类型。
按照其结构特点，余热锅炉可分为管壳式和烟道式两大类。
1．管壳式余热锅炉管壳式余热锅炉是一种由锅筒、管子及金属壳体构成一体的紧凑型小型余热锅炉。
图11-1-2所示为DL480-0.6型管壳式余热锅炉。
它用于小化肥工业，其蒸汽压力为0.588MPa，蒸汽温度为饱和温度，受热面积为480m2。
锅炉蒸发器是由锅筒、受热的上升管和不受热的下降管所组成的自然循环水管系统。
具有余热的炉气从锅炉下部的进气室进入，流经蒸发器受热管系后从锅炉上部的出口气室排出。
水在蒸发器中受热后形成汽水混合物，沿上升管向上进入锅筒。
在锅筒中进行汽水分离后，蒸汽向外输出；水由锅筒经下降管流下，然后再进入上升管受热、汽化、上升，从而形成自然水循环，并不断汽水分离，输出蒸汽。
属于这一系列的锅炉产品还有DL100-0.6、DL480-1.2等型号。
图11-1-2 DL480-0.6型管壳式余热锅炉图1-出口气室；2-蒸发器；3-进口烟室；4-下降管；5-上升管；6-锅筒2．烟道式余热锅炉烟道式余热锅炉是一种布置成烟道形式的水管型受热面装置，它具有单独的炉墙和构架，因而是一种较大型的余热锅炉。
其第一烟道（高温部分）为一个大的辐射冷却室，其后各烟道为对流受热区。
烟道式余热锅炉可布置成多烟道式的和直通式的。
前者的烟气是作上下转弯流动，而后者的烟气则自前至后作水平直通流动。
余热锅炉组成及工作过程
4
汽包直接吊装在锅炉上。强制循环余热锅炉中的烟气通常总是垂直地流过水平方向布置的管 簇的。从汽包下部引出的水借助于强制循环泵压人蒸发器的管簇，水在蒸发器内吸收烟气热 量，部分水变成蒸汽，然后蒸发器内的汽水混合物经导管流人汽包。强制循环余热锅炉通过 循环泵来保证蒸发器内循环流量的恒定。
国外强制循环余热锅炉的制造商主要有比利时 CMl 公司、法国 ALSTOM 公司、英国 JBE 公司等。 卧式与立式燃机余热锅炉对比
在蒸发器内，水吸热产生蒸汽。通常情况下只有部分水变成蒸汽，所以管内流动的是汽 水混合物。汽水混合物在蒸发器中向上流动，进入对应压力的汽包。
在自然循环和强制循环的余热锅炉中，汽包是必不可少的重要部件。汽包除了汇集省煤 器给水和汇集从蒸发器来的汽、水混合物外，还要提供合格的饱和蒸汽进入过热器或供给用 户。汽包内装有汽水分离设备，来自蒸发器的汽水混合物进行分离，水回到汽包的水空间与 省煤器的来水混合后从新进入蒸发器，而蒸汽从汽包顶部引出。汽包的尺寸要大到足以容纳 必需的汽水分离器装置，并能适应锅炉符合变化时所发生的水位变化，因此是很大的储水容 器，从而具有较大的水容量和较多热惯性，对负荷变化不敏感。汽包通常不受热，因为在接 近饱和温度下运行时抗拉和屈服强度是关键的。
自然循环余热锅炉制造商主要有美国 DELTAK 公司、荷兰 STANDARD 公司、日本川畸重工 等。本锅炉采用的是卧式自然循环锅炉，由杭州锅炉集团有限公司制造。
无补燃型燃机余热锅炉蒸汽吹扫实践与分析
该 炉 为 三 压 强 制 循 环 无 补 燃 型燃 机 余 热 锅 炉 ， 与
Ｐ ９ ７ Ｅ型燃 机 匹配 ， 成 燃 气一 蒸 汽联 合 循环 发 Ｇ １１ 组
电系统 。 采用塔 式 布置 ， 悬 吊结构 。 全 锅炉 由入 口转
角 烟道 、 本体 受热 面管箱 、 口烟道 及烟 囱 、 出 钢架 、 平
名 称
烟 气 流 量，・ ｔｈ 入 口烟 温／ ℃
扫 的方 式 。 吹扫期 间 停炉 冷却 １ ， 且在 冷 却期 ６ｈ 并
间进 行 了全炉换 水 。高 、低压旁 路 系统在 停炉 冷 却
前， 用稳 压 各吹扫 ３ ５次 。 ～
２３ 吹 扫 流 程 ．
２３ １ 高 压 系统 ．．
１４ ０ １ ５５ １ ４ ０ ３３ ２
低压 吹扫 系统 的流程 为 ：汽包一 过 热器一 集 汽
【 收稿 日期 】２ ０ — ０ ｌ ０ ６ １一 １
【 者 简 介】高 作
军 （９ １ ）男 ， １８ 一 ， 内蒙 古 人 ， 业 于 哈 尔 滨工 业 大 学 ， 士学 位 ， 毕 学 助理 工 程 师 ， 事 锅 炉 的 调 试 与研 究 工 作 。 从
余热 锅炉。 压系统 由高压 系统 、 三 低压 系统 、 除氧系统
构成 。强制循环 是 指三 压 系统均 通过 强 制循 环泵 进
行炉 水循环 。 补燃 是指 在炉 内没有 燃烧 、 无 只是 烟 气 流 经 受热面 进行 换热 的锅 炉 。 炉技术 参数 见表 １ 锅 。
表 １ 三 压 强 制 循 环 无 补燃 型 燃 机 余 热 锅 炉 参 数
ｆ 关键 词１余 热锅 炉 ； 蒸汽吹 扫 ； 参数 应用
无补燃的余热锅炉
APPLICATION FIELD
余热锅炉应用领域: • 热电联产为工厂提供工艺用汽； • 联合循环电厂为蒸汽轮机提供蒸汽。
DIFFERENCE BETWEEN CONVENTIONAL BOILER
• 余热锅炉主要是利用燃气轮机排气作为热源，因 此不需要燃烧系统 (除非有补燃要求)。
• 余热锅炉不用风机 (通风来自于燃气轮机的排气)。 • 余热锅炉可在多压状态下产生蒸汽提高了热回收
FUNCTION
• 蒸发设备是锅炉的重要组成部 分，其作用就是吸收燃料燃烧 放出的热量，使水受热汽化变 成饱和蒸汽。
• 自然循环锅炉的蒸发设备是由 汽包、下降管、水冷壁、联箱 及一些连接管道所组成。
• 汽包→下降管→下联箱→水冷 壁→上联箱→再回到汽包，就 形成了一个闭合的流动回路， 称为锅炉蒸发设备的水循环回 路。
• 它位于温度最高的烟气区，而管内工质为蒸汽， 受热面的冷却条件较差，从而在余热锅炉各部件 中最高的金属管壁温度。
ECONOMIZER
• 省煤器的作用是利用尾部低温烟气的热量来加热余热锅炉给水， 从而降低排气温度，提高余热锅炉以及联合循环的效率，节约燃 料消耗量。
• 常规锅炉的省煤器分为沸腾式和非沸腾式两种，前者允许产生蒸 汽而后者不允许产生蒸汽。
效率。 • 对流热交换而不是辐射热交换。 • 余热锅炉不采用膜式水冷壁结构。 • 余热锅炉采用翅片管提高传热效率。
余热锅炉
常规电站锅炉
SECTIONAL VIEW
WORKFLOW
• 通常余热锅炉由省煤器、蒸发器、过热器以及联箱和汽包 等换热管组和容器等组成，吉赞项目有再热器的蒸汽循环 中，故设置再热器。
• 减温水一般来自锅炉给水泵，为了能够正常的工 作，它的压力要比蒸汽压力高2.76Mpa左右。
3余热锅炉资料
配联合循环的余热锅炉性能特点1．概述在燃气一蒸汽联合循环中，余热锅炉是回收燃气轮机排气中的余热，产生蒸汽，推动蒸汽轮机发电的换热设备。
余热锅炉的英文名称为Heat Recovery Steam Generator，意为热回收蒸汽发生器，常用缩写HRSG来表示。
我国习惯上称为“余热锅炉”。
在燃气轮机内做功后排出的燃气，仍具有比较高的温度，一般在500℃一600℃左右，随着透平进口温度的不断提高，排气温度也越来越高。
通过余热锅炉有效利用这部分气体的热能，可以大大提高整个装置的热效率。
表1列出了一些发电用燃气轮机的排气温度及简单循环和联合循环的效率比较。
表1 一些发电用燃气轮机的排气温度及简单循环和联合循环的效率由表中数据可以看出，对简单循环的燃气轮机发电装置，加装余热锅炉和蒸汽轮机组成余热锅炉型的联合循环发电装置后，其总发电能力和净效率都大幅度提高。
这是因为余热锅炉回收了燃气轮机排气的热量产生蒸汽，并在蒸汽轮机中作功发电，在不需要增加燃料量的情况下，使发电能力和净效率提高大约50％。
图1给出了一台F级燃气一蒸汽联合循环发电机组的热平衡示意图。
随着近几年燃气轮机透平进口温度的高温化和大容量化等形成的高效率化，余热利用式联合循环已成为联合循环发电的主流。
在燃气轮机的排气中补加燃料燃烧的排气补燃式，在透平进口温度比较低的情况下（如800℃），排气的氧浓度高，可以比较容易的进行补充燃料燃烧。
因此，可以使温度比较低的燃气轮机的排气提高到比较容易进行热回收的温度区域，以提高热效率。
但是，近几年的燃气轮机为提高效率，减少冷却用的空气量，透平进口温度不断提高，所以，减少了排气中的残留氧浓度（氧浓度约为13％－15％）。
由于燃气轮机单体热效率的提高和排气温度的上升，排气补燃式中燃料补充燃烧造成的热效率提高的效果减弱了。
另外，增压流化床燃烧方式由于炉子成为压力容器，是一种耐压构造，所以，控制系统也比较复杂。
给水加热式存在燃气轮机容量和汽轮机容量平衡的问题。
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Hot flue gases enter the HRSG in horizontal direction through the inlet duct.
The inlet duct contains a flow grid and duct burner. The boiler duct contains the vertical harps with inlet
• 在省煤器中锅炉的给水完成预热的任务，使给水温度升高 到接近饱和温度的水平；在蒸发器中给水相变成为饱和蒸 汽；在过热器中饱和蒸汽被加热升温成为过热蒸汽；在再 热器中再热蒸汽被加热升温到所设定的再热温度。
GENERAL LAYOUT
SORT OF HRSG
按余热锅炉烟气侧热源分类
• 1．无补燃的余热锅炉 这种余热锅炉单纯回收燃气轮机排气的热量，产生一
Bypass baffle
Stack baffle
Main baffle
• 燃气轮机工作而余热锅炉不工作，要开启旁路挡板，关闭主挡 板。燃气轮机与余热锅炉同时工作，要关闭旁路挡板，开启主 挡板。另一方面为调节余热锅炉的产汽量，主挡板和旁路挡板 可以部份开启或部份关闭。
• 余热锅炉工作时，应该开启烟囱挡板。当余热锅炉短时间停炉， 可以关闭烟囱挡板，以防止余热锅炉内的热量损失。因为余热 锅炉内温度比较高，周围冷空气可以进入余热锅炉，形成自然 对流将热量带走，关闭烟囱挡板就能防止外界气流进入余热锅 炉，以保存热量，准备随时起动余热锅炉。如果余热锅炉要停 炉检修，希望冷却速度快些，可以开启烟囱挡板。
APPLICATION FIELD
余热锅炉应用领域: • 热电联产为工厂提供工艺用汽； • 联合循环电厂为蒸汽轮机提供蒸汽。
DIFFERENCE BETWEEN CONVENTIONAL BOILER
• 余热锅炉主要是利用燃气轮机排气作为热源，因 此不需要燃烧系统 (除非有补燃要求)。
• 余热锅炉不用风机 (通风来自于燃气轮机的排气)。 • 余热锅炉可在多压状态下产生蒸汽提高了热回收
Stand for Saudi Aramco
Integrated Gasification Combined Cycle in Principle
3D MODLE OF JIGCC
2
50m
BYPASS STACK
MAIN STACK HRSG
BYPASS INLET DUCT
PIPE RACK
定压力和温度的蒸汽。 2．有补燃的余热锅炉
由于燃气轮机排气中含有14％～18％的氧，可在余热 锅炉的恰当位置安装补燃燃烧器，充天然气和燃油等燃料 进行燃烧，提高烟气温度。吉赞项目补燃器分别安装在烟 气进口和BOX1出口（即BOX2）还可保持蒸汽参数和负荷稳 定，以相应提高蒸汽参数和产量，改善联合循环的变工况 特性。
效率。 • 对流热交换而不是辐射热交换。 • 余热锅炉不采用膜式水冷壁结构。 • 余热锅炉采用翅片管提高传热效率。
余热锅炉
常规电站锅炉
SECTIONAL VIEW
WORKFLOW
• 通常余热锅炉由省煤器、蒸发器、过热器以及联箱和汽包 等换热管组和容器等组成，吉赞项目有再热器的蒸汽循环 中，故设置再热器。
• 利用燃气轮机排气的热量来产汽的设备，称为 “热回收蒸汽发生器”，表明回收了排气的热量。
• 我国习惯上称为“余热锅炉，并把燃气轮机的排 气简称为“烟气”。
EXHAUST GAS
从燃气轮机出来的高温烟气有两 路出口，一路进入余热锅炉，从 主烟囱排入大气，另一路进入旁 路烟囱排入大气。每路烟道上都 装有挡板，共有三个挡板，主烟 道上的挡板称“主挡板”，旁路 烟道上的档板称“旁路档板”， 主烟囱处的档板称“烟囱挡板”， 各挡板是配合使用的。
Vendor
Siemens AG GTG\STG\HRSG\Condenser Supply
Honeywell Turki Arabiaformer, MCC, Switchgear, PSA Supply
Other Vendors approved by COMPANY
Locations of the bundle harps are:
HP
RH
Super heater
Burner
HP RH Evap
HP Econ IP SH IP Evap IP Econ
HP Econ
PreHeat Econ
BOX1
BOX2
BOX3
BOX4
BOX5
BURNER
8 MODULES
空气
燃料
燃气轮机
燃气轮机排气
产生蒸汽
HRSG
给水
排气
HRSG（heat recover steam generator） 余热蒸汽发生器
ACRONYMS：JIGCC
Jazan Integrated Gasification Combined Cycle Project
Technical Feature
GAS
MDU1 MDU2
MDU3
MDU5 MDU7
MDU4
MDU6 MDU8
TOP VIEW
3D MODLE OF MODULES
EXHAUST GAS
Suspension Structure
Hoisting Plan of Modules
专用起吊架
从上方吊入
吊装过程
MAJOR VENDOR
ENGINEERING STANDARDS
EFFICIENCY OF IGCC
• 在燃气轮机内做功后排出的燃气，仍具有比较高 的温度，一般在540℃左右，利用这部分气体的热 能，可以提高整个装置的热效率。
• 通常是利用此热量加热水，使水变成蒸汽。蒸汽 可以用来推动蒸汽轮机一发电机，也可用于生产 过程的加热或供生活取暖用。
and outlet headers and interconnecting piping. The HRSG is divided into five boxes. Each box has been split into a left and a right bundle side, except box 2 where the boiler duct burner is located. The bundles are located in the boxes 1-3-4 and 5.